24/06/2014
Verkorten van de droogstand van melkvee: effecten op de energiebalans en gezondheid Ariëtte van Knegsel1, Juncai Chen1, Roselinde Goselink2, Novi Mayasari1 en Bas Kemp1 1Leerstoelgroep 2Livestock
Adaptatiefysiologie, Wageningen Universiteit Research, Wageningen Universiteit en Researchcentrum
Negatieve energiebalans
▲ melkproductie
●
energiebehoefte
○
energie opname
∆ energiebalans
De Vries en Veerkamp, 1999
1
24/06/2014
Deze presentatie ‘Wordt een negatieve energiebalans (NEB) bij melkvee veroorzaakt door een beperkte voeropname of een verkeerde verdeling van de beschikbare energie: te veel energie naar het uier?’ ∆
Strategieën om de verdeling van energie in vroege lactatie te beïnvloeden:
Energiesoort in het rantsoen Droogstandslengte
Energiesoort in het rantsoen: eerdere experimenten Terwijl de energieopname gelijk was, hadden koeien met een glucogeen rantsoen, in vergelijking met een lipogeen rantsoen:
lager melk-vet% en een lagere melk-energie verbeterde energiebalans verminderd risico op metabole stoornissen (ketose, leververvetting) 1.4 Plasma BHBA (mMol/l)
1 0.8 0.6 0.4 0.2
Liver TAG (mg/g wet weight)
100 Glucogenic diet Mixed diet Lipogenic diet
1.2
Glucogenic diet Mix diet Lipogenic diet
80 60 40 20 0
0 -3
-2
-1
1
2
3
4
5
6
Week relative to calving
Plasma β-hydroxyboterzuur Rantsoen: P < 0.05
7
8
9
-3
-2
-1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Week relative to calving
Lever tri-acyl-glyceriden Rantsoen: P < 0.05 (Van Knegsel et al., 2007, JDS 90: 3397-3409)
2
24/06/2014
Dus... Glucogene rantsoenen kunnen de verdeling van energie in vroege lactatie beïnvloeden en koegezondheid verbeteren.
Zijn er andere management strategieën die koegezondheid kunnen verbeteren door de hoeveelheid energie in de melk (‘milk energy output’) te verminderen?
Verkorten van de droogstand
Functie van de droogstand Huidig advies aan melkveehouders: droogstand van 6 tot 8 weken... .... voor een maximale melkproductrie in de volgende lactatie.
Functie van de droogstand voor melkvee:
vernieuwing van mammaire secretoire cellen (Capuco et al., 1997) periode om koeien met antibiotica te behandelen (Neave et al., 1966) (voorheen ook: conditieherstel)
3
24/06/2014
Kortere droogstand kost melk
Fig. 3. Effect van een verkorte (28-35 d) (□) of geen droogstand (●) vergeleken met een conventionele droogstand (56-63 d) voor melkvee op de melkproductie (Van Knegsel et al., 2013). Gebaseerd op: Andersen et al., 2005; Annen et al., 2004; Bachman, 2002; Coppock et al., 1974; de Feu et al., 2009; Fernandez et al., 2004; Gulay et al., 2003; Jolicoeur et al., 2010; Klusmeyer et al., 2009; Lotan and Adler, 1976; Pezeshki et al., 2008; Pezeshki et al., 2007; Rastani et al., 2005; Remond et al., 1992; Remond et al., 1997; Santschi et al., 2011; Schlamberger et al., 2010; Soleimani et al., 2010; Sorensen and Enevoldson, 1991; Swanson, 1965; Watters et al., 2008.
Kortere droogstand verbetert koegezondheid? Verkorte, of geen, droogstand: verbetert de energiebalans en conditie in vroege lactatie
(Gulay et
al., 2003; Rastani et al., 2005)
vermindert leververvetting(Andersen et al., 2005) vermindert ketose incidentie (Watters et al., 2008; Santschi et al., 2011) kan vruchtbaarheid verbeteren (e.g. Gumen et al., 2005) ..., maar ook: verhoogt celgetal in de melk (Annen et al., 2004; Klusmeyer et al., 2009) heeft inconsistente effecten op mastitis incidentie (Church et al., 2008; Pezeshki et al., 2008).
4
24/06/2014
Waarom niet? Waarom is de toepassing van een verkorte, of geen, droogstand beperkt in de praktijk? Exacte gevolgen voor melkproductie onbekend: • Melksamenstelling • Extra melk voor afkalven • Persistentie? • Volgende lactaties? Effect op mastitis en antibioticagebruik? Effect op gezondheid van het kalf? Hoe zouden voeding- en inseminatie strategieën aangepast moeten worden?
Doel ‘ WHY DRY’ De waarde bepalen van het verkorten van de droogstand om adaptatie van de koe aan een nieuwe lactatie te verbeteren, verminderen van NEB-gerelateerde ziekten en het vereenvoudigen van koemanagement. Ofwel: Gezondere koeien door een kortere droogstand Speciale aandacht voor: Lange termijn effecten Persistentie Kalvergezondheid
5
24/06/2014
Opzet ‘ WHY DRY’
Opzet Project WHYDRY (2010-2014) Netwerk veehouders Dierexperiment (168 koeien, 2 lactaties) Separaat experiment naar pensfunctie (12 koeien)
Experimentele opzet ‘WHY DRY’
168 koeien (alle pariteiten) 3 droogstandslengtes: 0, 30 of 60 dagen 2 rantsoenen: lipogeen en glucogeen 2 lactaties Experimentele periode: droogstand–lactatie–droogstand–lactatie Monstername en metingen:
● ● ● ●
Melk en melksamenstelling Energiebalans (week -8 tot 15) Bloed en levermonsters (week -3 tot 9) ...
6
24/06/2014
Resultaten eerste lactatie
Minder melk na kalven, maar: -Hoger vet en eiwit % -Extra melk voor kalven -Geen effect peristentie? Fig 4. Melkproductie van koeien met een conventionele (60d), verkorte (30d) of geen droogstand (N=167) Na kalven: Droogstandslengte: P<0,01; Rantsoen: P=0,82
Resultaten eerste lactatie Tabel 1. Melkproductie (FPCM; kg) hele lactatie, jonge en oude koeien,
Droogstandslengte 0 dgn
30 dgn
60 dgn
1072
449
0
Totale melkproductie, pariteit 2 week: -8 tot 0 week: 0 tot 44
8083
10451
11066
Totaal: week -8 tot 44
9155
10900
11066
week: -8 tot 0
802
451
0
week: 0 tot 44
8804
9883
10775
Totaal: week -8 tot 44
9606
10334
10775
Totale melkproductie, pariteit >2
7
24/06/2014
Energiebalans
Fig 5. Energiebalans van koeien met een conventionele (60 d), verkorte (30 d) of geen droogstand(N=167) (Van Knegsel et al., 2014) Na kalven: Droogstandslengte: P<0,01; Rantsoen: P=0,02
Energiebalans
→ Effecten van droogstandslengte en energiesoort op de energiebalans zijn additief.
Fig 6. Energiebalans van koeien met een conventionele (60 d), verkorte (30 d) of geen droogstand(N=167) op een glucogeen (G) of lipogeen rantsoen (L). Na kalven: Droogstandslengte: P<0,01; Rantsoen: P=0,02
8
24/06/2014
Metabolieten
Na kalven: Droogstandslengte: P<0,01; Rantsoen: P=0,48
Na kalven: Droogstandslengte: P<0,01; Rantsoen: P=0,82
Fig 7. Plasma NEFA (a) en glucose (b) concentratie van koeien met een conventionele (60 d), verkorte (30 d) of geen droogstand(N=92) (Chen et al., In prep)
Metabolieten
Na kalven: Droogstandslengte: P=0,40; Rantsoen: P=0,02
Na kalven: Droogstandslengte: P<0,01; Rantsoen: P=0,58
Fig 8. Plasma BHBA (a) en lever TAG (b) concentratie van koeien met en conventionele (60 d), verkorte (30 d) of geen droogstand (N=92) (Chen et al., In prep)
9
24/06/2014
Celgetal
Mastitis incidentie, week 0-14:
→ Is celgetal verhoogt ten gevolge van verminderde uiergezondheid, minder melk of veranderd regeneratiepatroon van mammaire cellen?
0 dagen: 12 (10/56 koeien); 30 dagen: 8 (8/55 koeien); 60 dagen: 10 (9/56 koeien)
Fig 9. Celgetal in de melk van koeien met een conventionele (60 d), verkorte (30 d) of geen droogstand(N=167). Na kalven: Droogstandslengte: P<0,01; Rantsoen: P=0,95
Resultaten: conditie eind lactatie
Fig 10. Lichaamsgewicht (N=167) Droogstandslengte: P<0.01 Rantsoen: P =0.58
10
24/06/2014
Resultaten: conditie eind lactatie
Fig 11. Body condition score (N=167) Droogstandslengte: P<0.01 Rantsoen: P = 0.60
Resultaten eerste lactatie: samenvatting Koeien met 0d of 30 d droogstand, vergeleken met 60d droogstand: •Produceerden (in totaal) minder melk, met hoger vet en eiwit%; •Hadden vergelijkbare voeropnames •Hadden een betere energiebalans in vroege lactatie; •Dit kwam overeen met lagere plasma NEFA en lever TAG, hogere plasma glucose concentratie (geen effect op BHBA); •Hoger gewicht en BCS eind lactatie (‘werden vet’; 0 dgn droog!); •Hoger celgetal in de melk, geen effect op mastitis;
11
24/06/2014
Groei kalveren en immuunfunctie
Kalveren Tabel 2. Kalveren geboren in de eerste lactatie WHY DRY experiment (excl. doodgeboren en tweelingen)
Droogstandslengte 0 dagen M
V
30 dagen
60 dagen
M
M
V
V
29
27
36
20
32
22
Drachtlengte (dagen)
279
277
281
279
280
282
Geboortegewicht (kg)
44,3
41,5
46,7
42,6
46,2
41,9
Aantal
Totaal
166
Eerste lactatie: • • •
173 levend geboren; 4 doodgeboren (1x 0 dagen droog; 3x 60 dagen droog groep); 4 tweelingen; Eerste analyse: lichtere kalveren in 0 dagen droog groep (∆=1,9 kg; P = 0,08), kan worden verklaard door de kortere drachtlengte (∆=2 dagen; P = 0,01).
12
24/06/2014
Totaal IgG en IgM concentratie in biest
Advies van NRC (2001) is 100 g IgG de eerste 24 uur na geboorte: 0 DP (13.5 mg/ml) 7.4 liter 30 DP (31.7 mg/ml) 3.2 liter
DPL: Dry Period Length
60 DP (32.1 mg/ml) 3.1 liter
(Mayasari et al., In prep)
Antistoffen tegen KLH in plasma • Kalveren kregen biest van hun eigen moeder (2 x 2 ltr in eerste 24 uur); • Kalveren zijn geimmuniseerd met modelantigenen (KLH en Husa) in week 6 en 10 pp. KLH immunizations in week 6 and 10
10
E
9
Total Ig level binding KLH
8 7 6 5
0 day
4
30 days
3
60 days 2 1 0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
(Mayasari et al., In prep)
Week relative to calving
KLH : Keyhole Limpet Hemocyanin DPL: Dry Period Length
Week 0-6
Week 7-10
Week 11-12
DPL; P<0.01
DPL; P=0.24
DPL; P=0.22
13
24/06/2014
Kalveren eerste lactatie Fig 14. Groei vaarskalveren (N= 66)
(Mayasari et al., In prep)
Conclusie kalveren
Ondanks een lage Ig concentratie in de biest, lager geboortegewicht en lagere antistofconcentraties in het plasma gedurende de eerste 6 weken, was de immuunrespons en groei niet verschillend tussen verschillende droogstandslengtes.
14
24/06/2014
Pensontwikkeling
Penswandonderzoek: biopt locaties Dorsal sac (DS)
Caudodorsal blind sac (CD)
Caudoventral blind sac (CV)
(Goselink et al., In prep)
15
24/06/2014
Penswandonderzoek: resultaten Papillen oppervlak prepartum
Gemiddelde: Droog stand
mm2
DP60
35,1
DP30
46,8
DP0
51,3
DP30,60: oppervlakte neemt af voor afkalven (Goselink et al., In prep)
Penswandonderzoek: resultaten Papillen oppervlak wk 1-2 postpartum
Gemiddelde: Droog stand
mm2
DP60
42,5
DP30
58,6
DP0
60,6
DP60 vertraagde groei papillen wk 1-2 postpartum. (Goselink et al., In prep)
16
24/06/2014
WHYDRY
Tweede lactatie
Tweede lactatie Tabel 3. Verdeling van koeien (N=130) per droogstandslengte per rantsoen.
Droogstandslengte 0 ddgn
0→30 dgn
30 dgn
60 dgn
9
11
21
25
11
8
20
25
Rantsoen Glucogeen Lipogeen
Criterium ‘0 -> 30 dgn droog’ groep: •Melk < 4 kg/d op dag 30 voor kalven Protocol: •Zonder droogzetter •Op far-off rantsoen
17
24/06/2014
Voorlopige resultaten: Tweede lactatie
Fig 15. Melkproductie (N=130) Droogstandslengte: P=0.03 Rantsoen: P = 0.87
Voorlopige resultaten: Tweede lactatie
Fig 16. Gewicht (N=130) Droogstandslengte: P=0.04 Rantsoen: P = 0.70
18
24/06/2014
Voorlopige resultaten: Tweede lactatie
Fig 17. Body condition score (N=130) Droogstandslengte: P<0.01 Rantsoen: P = 0.39
Voorlopige resultaten: Tweede lactatie
Fig 18. Voeropname (N=130) Droogstandslengte: P<0.01 Rantsoen: P = 0.67
19
24/06/2014
Voorlopige resultaten: Tweede lactatie
Fig 19. Energiebalans (N=130) Droogstandslengte: P<0.01 Rantsoen: P = 0.84
Voorlopige resultaten: Tweede lactatie
Fig 20. β-hydroxyboterzuur per droogstandslengte en per rantsoen (N=130)
BHB
= beta-hydroxyboterzuur in het bloed; = één van de ketonzuren die het product zijn van onvolledige oxidatie van vetten in de lever; = maat voor (subklinische) melkziekte. Droogstandslengte: P=0,05 Rantsoen: P <0,01
20
24/06/2014
Tweede lactatie: samenvatting
Verschillen tussen droogstandslengtes (melk, EB, celgetal) zijn kleiner, rantsoeneffecten nog steeds aanwezig •Melkproductie is vergelijkbaar tussen droogstandlengtes; •0d droog koeien zijn vetter bij kalven dan 30 of 60 dgn droog; •Hadden een lagere voeropname (0->30 d droog groep!); •Vergelijkbare NEB na kalven.
→ Hoger gewicht en BCS voor koeien zonder droogstand is verstrengeld met effecten van droogstandslengte.
(Voorlopige) Conclusie Verkorten (of weglaten) van de droogstand: → verschuift melkproductie van de kritische periode na kalven naar de periode voor kalven, wanneer de koe makkelijk in haar energiebehoefte kan voorzien → resulteert (na kalven) in een herverdeling van energie van melk naar lichaamsreserves → heeft potentie om koegezondheid te verbeteren
Fig. 21. Schematisch effect van droogstandverkorting op de (her)verdeling van energie bij melkvee.
21
24/06/2014
Tweede lactatie: voorlopige conclusie
Maar... Wees voorzichtig met het vervetten van koeien (in het bijzonder koeien zonder droogstand). Als ze vet worden: geef ze geen droogstand en voer ze een glucogeen rantsoen in vroege lactatie!
WHY DRY – Hoe verder?
Immuunfunctie koeien en kalveren (NAb’s en SpAb’s);
Uiergezondheid (i.s.m. ABRES rund);
Vruchtbaarheid koeien;
Tweede lactatie;
Peripartum pensfunctie;
Netwerk melkveehouders & Economische validatie;
Is optimale droogstandslengte afhankelijk van individuele koeien (pariteit, genotype,...) ?
22
24/06/2014
Nieuw onderzoek: ‘Droogstand op Maat’
WHYDRY levert nieuwe vragen...
Wat is de interactie tussen droogstandslengte en antibiotica gebruik tijdens de droogstand? Hoe moet de rantsoensamenstelling aangepast worden voor koeien zonder droogstand? Beperk vervetting Stimuleren van persistentie Is de optimale droogstandslengte afhankelijk van individuele koeien (pariteit, genotype,...) ? Wat zijn de gevolgen voor economie, milieu en dierwelzijn?
23
24/06/2014
‘Droogstand op Maat’ → Onderdeel van de PPS-Duurzame Zuivelketen → Financiering door Nederlandse zuivelbedrijven en Overheid → Samenwerking tussen WUR- DDW (Imke de Boer, Jan Dijkstra, Henk Hogeveen, Bas Kemp, Ariëtte van Knegsel), WUR-LR (Gert van Duinkerken) en FD-UU (Theo Lam) → Looptijd: 2013-2017
Twee AIO’s zijn begonnen: Renny van Hoeij (rantsoensamenstelling en Ab-gebruik)
Akke Kok (evaluatie consequenties voor economie, milieu en dierwelzijns)
Focus ‘Droogstand op Maat’ Fase 1. Verdieping kennis 1. Rantsoensamenstelling. (in relatie tot vervetting, persistentie, economische en milieu-effecten); 2. Antibiotia gebruik. Is het droogstandslengte of antibioticagebruik wat de celgetal en mastitis-effecten bij WHYDRY bepalen?
Fase 2. Ontwikkeling toepassing 3. Toepassing. Is de optimale droogstand afhankelijk van individuele koekenmerken? (zoals pariteit, genotype,...) 4. Evaluatie. Wat zijn de consequenties van ‘Droogstand op Maat’ voor economie, milieu en diewelzijn?
24
24/06/2014
Acknowledgements Onderzoekers WHYDRY: WUR Adaptatiefysiologie, Wag. Juncai Chen Novi Mayasari Henk Parmentier Nicoline Soede Bas Kemp Faculteit Diergeneeskunde, Utrecht Universiteit, NL Saskia van der Drift Ruurd Jorritsma WUR Bedrijfseconomie, Wageningen Henk Hogeveen Wilma Steeneveld
Veterinaire Faculteit, Universiteit van Bern, SW Rupert Bruckmaier Anette van Dorland WUR Livestock Research, Lelystad, NL Gerrit Remmelink Roselinde Goselink WUR Zuivel, Wageningen Kasper Hettinga Ruben de Vries Toon van Hooijdonk Gent Universiteit, België Veerle Fievez Sasitorn Jorjong
25
